نهج جديد لعلاج “تعفن الدم” باستخدام الذكاء الاصطناعي

تبنى فريق من الباحثين، نهجاً مبتكراً لاختبار الحساسية لمضادات الميكروبات؛ يعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحقيق تقدم كبير في مجال علم الأحياء الدقيقة الطبية، ويُمكن أن تستخدم الطريقة الجديدة للكشف عن تعفن الدم قبل انتشار عدوى قاتلة في المرضى.

ويتسبب تعفن الدم “الإنتان” في نحو 49 مليون حالة في العالم؛ و11 مليون وفاة سنوياً، وهو ما يمثل نسبة 20% من إجمالي الوفيات في العالم، وفق بيانات لمنظمة الصحة العالمية، ويعد التشخيص السريع والدقيق أمراً بالغ الأهمية، إذ يزيد خطر الوفاة بنسبة تصل إلى 8% كل ساعة بدون علاج فعال.

ومع ذلك، يعتمد معيار التشخيص الحالي على نمو الميكروبات في مزارع العينات التي تؤخذ من المريض، ويستغرق ذلك عادة بين يومين إلى 3 أيام، وقد يختار الأطباء إعطاء المضادات الحيوية واسعة الطيف حتى يتوفر المزيد من المعلومات لتشخيص دقيق، ولكن يمكن أن تكون لها فعالية محدودة وسمية محتملة للمريض.

ويمكن أن يؤثر التأخير بشكل خطير على رعاية المرضى، خاصة في حالات العدوى الشديدة حيث يكون تناول المضادات الحيوية الصحيحة في الوقت المناسب أمراً بالغ الأهمية.

وبحسب الدراسة الجديدة، المنشورة خلال فعاليات مؤتمر الجمعية الأميركية لعلم الأحياء الدقيقة، فإن النظام المعروف باسم Keynome® gAST، يتجاوز الحاجة إلى مزرعة البكتيريا تماماً، فمن خلال تحليل الجينوم البكتيري الكامل المستخرج مباشرة من عينات دم المرضى، يوفر هذا النظام المعتمد على الذكاء الاصطناعي بديلاً أسرع بكثير.

الذكاء الاصطناعي ومعلومات البكتيريا

يستخدم النظام خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتطورة لفك تشفير المعلومات الوراثية للبكتيريا، ومن خلال فحص الحمض النووي البكتيري، يمكن للنظام التنبؤ بكيفية استجابة البكتيريا للمضادات الحيوية المختلفة، ويتيح هذا النهج الجينومي تحديد السلالات المقاومة للأدوية، ويساعد على اختيار خيارات العلاج الأكثر فعالية للمرضى.

تحدد خوارزميات التعلم الآلي بشكل مستقل دوافع المقاومة والقابلية استناداً إلى بيانات من قاعدة بيانات واسعة النطاق متنامية باستمرار تضم أكثر من 75 ألف جينوم بكتيري و800 ألف نتيجة اختبار الحساسية، وهو ما يسمح بالتنبؤات السريعة والدقيقة لمقاومة مضادات الميكروبات، مما يحدث ثورة في تشخيص وعلاج تعفن الدم.

ويقول الباحثون إن التحديد الدقيق للسلالات المقاومة واختيار المضادات الحيوية الأكثر فعالية يمكن أن يحسن بشكل كبير من فعالية العلاج، ويقلل من مدة المرض، ويمنع المضاعفات.

ويمكن أن يمثل إدخال ذلك النظام تحولاً كبيراً في كيفية إدارة العدوى في أماكن الرعاية الصحية؛ فاختبار الحساسية للمضادات الحيوية بشكل أسرع، وأكثر دقة يسمح باستخدام المضادات الحيوية في الوقت المناسب، وبشكل مناسب، مما يقلل من انتشار مقاومة المضادات الحيوية، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يعزز القدرة على الاستجابة السريعة لتفشي المرض، وتخصيص العلاجات للمرضى الأفراد، مما يحسن الجودة الشاملة للرعاية.

في حين أن النتائج واعدة، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقق من صحة النظام عبر مجموعة واسعة من الإعدادات والسلالات البكتيرية، ويقول الباحثون إن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة، نظراً لحجم العينة المحدود، لكن النتائج يمكن أن تساهم في تقدم كبير في نتائج المرضى، وسط التهديد المتزايد لمقاومة مضادات الميكروبات والحاجة إلى التشخيص السريع وعلاج “الإنتان”.